DE4132030C2

DE4132030C2 - Verfahren zur Entfernung des Katalysatorabriebs aus 1,2-Dichlorethan

Info

Publication number: DE4132030C2
Application number: DE4132030A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Chem Dr Perkow; Michael Dipl Ing Dr Weinhold; Gerhard Dipl Ing Link; Winfried Dipl Ing Lork; Wenzel Dipl Chem Dr Kuehn
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Vinnolit Monomer GmbH and Co KG
Priority date: 1991-09-26
Filing date: 1991-09-26
Publication date: 1996-07-11
Anticipated expiration: 2011-09-27
Also published as: DE4132030A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung des Ka talysatorabriebs, der bei der Herstellung von 1,2-Dichlor ethan nach dem Oxichlorierungsverfahren in der Reaktionszo ne anfällt und aus der Reaktionszone mit dem rohen 1,2-Di chlorethan-Gasstrom abgeführt wird.

In der DE-A-40 33 048 wird ein Verfahren zur Herstellung von 1,2-Dichlorethan durch Oxichlorierung von Ethylen, Chlorwasserstoff und Sauerstoff bei Temperaturen von 200 bis 250°C und Drucken von 2 bis 6 bar in Gegenwart eines aus Kupfer(II)-chlorid auf Aluminiumoxid als Träger be stehenden Katalysators in einem durch Kreislaufgas fluidi sierten Wirbelbett als Reaktionszone beschrieben. Die Reaktionsgase werden unter Druck in drei Kondensations stufen abgekühlt. In der ersten Kondensationsstufe wird zu sammen mit dem kondensierten 1,2-Dichlorethan und Wasser auch der Katalysatorabrieb abgeschieden und mit dem Wasser ausgetragen.

Die Austragung von Katalysatoranteilen aus der Reaktions zone ist bereits in der DE-A-26 26 133 erwähnt.

Die US-A-3,488,398 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von 1,2-Dichlorethan, bei dem ein Gas, das Ethylen, Salzsäure und Sauerstoff enthält, bei hohen Drucken und Temperaturen über ei nen kupferchloridhaltigen Katalysator geleitet wird. Dabei wird das Druck-/Temperaturverhältnis so geregelt, daß die dampfförmigen Substanzen den Reaktor oberhalb ihres Siedepunktes verlas sen können.

Bei dem Verfahren gemäß der US-A-3,488,398 wird ein Teil der Substanzen unter Druck zu einer Zone gebracht, in der das meiste des nicht reagierten HCl und ein hoher Teil des während der Re aktion gebildeten Chlorals und ein Teil des Wassers aus der Reaktion kondensiert werden. Dabei werden in der heißen Zone die Gase bei einer Temperatur zwischen 70 und 100°C entfernt, so dann die Temperatur auf 0 bis 40°C erniedrigt, wobei verbleibendes Wasser und der größte An teil des 1,2-Dichlorethans kondensieren. Das bei diesem Verfahren übriggebliebene 1,2-Dichlorethan wird unter Druck in einem Lösungsmittel absorbiert und gereinigt. Für das Ver fahren gemäß dem vorgenannten US-Patent ist die Verwendung einer heißen Quenchsäule zwin gend notwendig.

Es war die Aufgabe gestellt, den Katalysatorabrieb aus dem 1,2-Dichlorethan-Gasstrom abzuscheiden, ohne daß ein mit Schwermetall und anorganischem Schlamm verunreinigtes Ab wasser entsteht und wobei das Abwasser nach einem Stripp vorgang in eine biologische Abwasserreinigung abgelassen werden kann.

Das Verfahren der Erfindung ist im einzelnen dadurch ge kennzeichnet, daß man den abgeführten Katalysatorabrieb in einer trocken betriebenen Reinigungszone aus dem rohen 1,2- Dichlorethan-Gasstrom abtrennt und den in der Reinigungszone abgeschiedenen Katalysa torabrieb in einer nachgeschalteten Desorptionszone von adsorbierten Reaktionsprodukten befreit.

Das Verfahren der Erfindung kann bevorzugt und wahlweise dadurch gekennzeichnet sein, daß

a) man den Katalysatorabrieb an einem Staubabscheider oder in einem Elektrofilter als Reinigungszone abtrennt;
b) der Staubabscheider mit Schlauchfiltern ausgerüstet ist, die man mit komprimiertem Kreislaufgas reinigt;
c) man die Desorptionszone bei einer Temperatur von 50 bis 350°C, insbesondere 150 bis 180°C, durch Begasen oder im Unterdruck betreibt;
d) man zur Begasung Luft, Stickstoff oder Kreislaufgas ver wendet;
e) man den Katalysatorabrieb 0,5 bis 5, vorzugsweise 1 bis 2 Stunden lang bei erhöhter Temperatur in der Desorptionszone behandelt.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist nunmehr eine Aus schleusung des Katalysatorabriebs möglich, bei welchem der Katalysatorabrieb nach einer einfach durchzuführenden Nach behandlung als Einsatzstoff in die Katalysatorherstellung rückgeführt wird. So werden sämtliche Abwasser- und Depo nieprobleme, die es beim nassen Abscheiden des Katalysator abriebs gibt, umgangen. Insbesondere gab es bei der Depo nie Probleme, weil das restliche Kupferchlorid mit dem Sickerwasser unkontrolliert abfließt.

Das Verfahren der Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert:
Über die Leitung 1 mit Vorwärmer 2 wird Chlorwasserstoff dem Reaktor 7 zugeführt. Gleichzeitig werden Sauerstoff über Leitung 3 mit Vorwärmer 4 und Ethylen über Leitung 5 mit Vorwärmer 6 in den Reaktor 7 geleitet. Im Reaktor 7 be findet sich der Katalysator. Der rohe 1,2-Dichlorethan-Gas strom fließt über Zyklon 8 und Leitung 25 in den Staubab scheider 26. Die mitgerissenen Katalysatorteilchen fallen aus dem Zyklon 8 zurück in den Reaktor 7. Der Katalysator abrieb wird am Schlauchfilter 27 abgetrennt und sammelt sich im Staubabscheider 26 an. Die Schlauchfilter 27 werden periodisch mit Kreislaufgas über die Leitungen 43 und 44 sowie Kompressor 42 zur Reinigung rückgespült. Der abge schiedene Katalysatorabrieb fällt durch die Gasschleuse 28 und Fallrohr 29 in den Desorber 30. Der desorbierte Kataly satorabrieb wird durch die Gasschleuse 31 und Fallrohr 32 ausgeschleust. Über die Leitung 33 mit Erhitzer 34 und Leitung 35 wird das Begasungsmedium in den Desorber 30 geblasen. Das Begasungsmedium strömt anschließend über Leitung 36 in den Staubabscheider 26. Mittels der Ventile 37, 38 und 39 kann das Begasungsmedium in erhitztem oder kaltem Zustand dem Desorber 30 zugeführt werden.

Der rohe 1,2-Dichlorethan-Gasstrom wird nach Passieren des Staubabscheiders 26 über Leitung 40 der Kondensation 9, die als 1. Kondensationszone wirkt, zugeführt, wo er mit dem Reaktionswasser aus Trennbehälter 12 über Pumpe 17 und Leitung 18 auf etwa 90°C gekühlt wird. Dabei löst sich der nicht umgesetzte Chlorwasserstoff im Reaktionswasser. Über Leitung 41 wird ein Teil des Reaktionswassers ausgeschleust und einer Strippung zugeführt. Über Leitung 10 und Kühler 11, der als 2. Kondensationszone wirkt, wird der 1,2- Dichlorethan-Gasstrom auf etwa 40°C gekühlt, kondensiert und im Trennbehälter 12 in eine 1,2-Dichlorethan- und Was serphase getrennt. Die flüssige 1,2-Dichlorethanphase wird über Leitung 15 und Pumpe 16 zur weiteren Reinigung ent nommen; die gasförmigen Anteile werden im Kühler 13, der als 3. Kondensationszone wirkt, auf 5 bis 18°C gekühlt und das Kondensat im Abscheider 14 in eine Flüssigphase, die in den Trennbehälter 12 abfließt, und eine Gasphase getrennt. Die Gasphase wird über Leitung 20, Kompressor 21, Leitung 22, Vorheizer 23 und Leitung 24 zum Reaktor 7 rückgeführt. Über Leitung 19 wird ein Teilgasstrom einer Verbrennung zugeführt.

Beispiel 1

3000 Nm³/h Ethylen, 5910 Nm³/h Chlorwasserstoff und 1620 Nm³/h Sauerstoff wurden zusammen mit 10000 Nm³/h Kreislaufgas vom Kompressor 21 in den Reaktor eingespeist. Alle Reaktanten und das Kreislaufgas wurden vorher auf 150°C vorgewärmt. Die Temperatur des Reaktors wurde auf 220°C gehalten. Der Reaktordruck betrug 4,2 bar.

Der im Reaktor befindliche Katalysator bestand aus Alumini umoxid und ca. 8 Gew. -% Kupfer(II)-chlorid und hatte fol gende Kornverteilung:

Korngröße
Anteil (Durchgang)
[µm]
[Gew.-%]
< 20
<1
< 32	3
< 41	20
< 50	51
< 61	80
	<82 96

Im Staubabscheider wurden 2 kg/h Katalysatorabrieb abge schieden. Der abgeschiedene Katalysatorabrieb hatte folgen de Kornverteilung:

Korngröße
Anteil (Durchgang)
[µm]
[Gew.-%]
< 5
27
< 10	46
< 16	74
< 20	94

Aus der Kondensation 9 wurden 2 bis 2,5 m³/h Reaktionswas ser über Leitung 41 entnommen. Die Analyse des Reaktions wassers ergab folgende Verunreinigungen:

Bestandteil
g/l
HCl
10
1,2-Dichlorethan	7,5
Feststoff	< 0,1
Kupfer	0,000002 (2 ppm)

Beispiel 2

1800 Nm³/h Ethylen, 3500 Nm³/h Chlorwasserstoff und 970 Nm³/h Sauerstoff wurden zusammen mit 10000 Nm³/h Kreis laufgas mit einer Temperatur von 160°C in den Reaktor ein gespeist. Der Reaktor wurde bei einer Temperatur von 215°C und einem Druck von 4,0 bar betrieben.

Im Staubabscheider wurden 1,5 kg/h Katalysatorabrieb abge schieden. Der abgeschiedene Katalysatorabrieb hatte folgen de Kornverteilung:

Korngröße
Anteil (Durchgang)
[µm]
[Gew.-%]
< 5
6
< 10	23
< 16	66
< 20	89

Beispiel 3 (Desorption)

Aus dem Staubabscheider wurden 70 kg Katalysatorabrieb im Desorber gesammelt. Durch den Katalysatorabrieb wurden 1,5 Stunden lang 5 Nm³/h Stickstoff mit einer Temperatur von 180°C geleitet. Danach wurde der Katalysatorabrieb mit Stickstoff auf 40°C abgekühlt. Der Katalysatorabrieb ent hielt vor der Behandlung 0,23 Gew.-% 1,2-Dichlorethan und nach der Behandlung 0,00005 Gew. -% 1,2-Dichlorethan.

Claims

1. Verfahren zur Entfernung des Katalysatorabriebs, der bei der Herstellung von 1,2-Dichlorethan nach dem Oxichlorierungsverfahren in der Reaktionszone anfällt und aus der Reaktionszone mit dem rohen 1,2-Dichlorethan-Gasstrom abgeführt wird, da durch gekennzeichnet, daß man den abgeführten Katalysatorabrieb in einer trocken be triebenen Reinigungszone aus dem rohen 1,2-Dichlorethan-Gasstrom abtrennt, und den abgeschiedenen Katalysatorabrieb in einer nachgeschalteten Desorptionszone von adsor bierten Reaktionsprodukten befreit.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Katalysatorabrieb an einem Staubabscheider oder in einem Elektrofilter als Reinigungszone abtrennt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Staubabscheider mit Schlauchfiltern ausgerüstet ist, die man mit komprimiertem Kreislaufgas reinigt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Desorptionszone bei einer Temperatur von 50 bis 350°C, insbesondere 150 bis 180°C, durch Begasen oder im Unterdruck betreibt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Begasung Luft, Stickstoff oder Kreislaufgas verwendet.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man den Ka talysatorabrieb 0,5 bis 5, vorzugsweise 1 bis 2 Stunden lang bei erhöhter Temperatur in der Desorptionszone behandelt.